JP6588920B2 - タイヤ用トレッドを製造する方法、ゴムコンパウンド、トレッド部、および冬用タイヤ - Google Patents
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Description
本発明は、タイヤトレッドの製造方法に関する。
ぬれた路面および冬期条件においてタイヤのグリップを改善するための、長年使用されている1つの方法は、トレッドに多孔質表面を形成することである。細孔は、トレッド-路面接触面積を増大させるだけでなく、トレッドと路面との間に生じる水層の流出を可能にする。
多孔質表面トレッドを得るための、ゴム工業において一般的な方法は、コンパウンドに、それが製造されているときに、加硫段階で細孔形成ガスを放出する化学反応を生じさせる特定の化学薬品を加えることである。
この解決方法は、費用と処理の両方の欠点を有しており、前者はコンパウンドに加えた化学薬品のためであり、そして後者は、それが処理される際、化学薬品が加硫段階の前に反応するのを防止するために、コンパウンドの温度を常に制御しなければならないためである。
所与の多孔性を有するトレッドを製造すると同時に、既知技術の欠点を回避する方法の必要性が認識されている。
出願人は、驚くべきことに、所与のサイズの顆粒の形態の再生ゴムの所定量を使用することは、必要な程度の多孔性を有するタイヤトレッドを製造するが、既知技術の欠点を招くことはないことを発見した。
より具体的には、出願人は、実際の使用に必要な表面多孔性を取得することが可能なトレッド部の製造方法を考案した。
本発明の本来の態様の一つは、実際、これまでに採用されたものとは完全に異なる戦略を使用して所与の多孔性のトレッドを得ることにある。すなわち、求められる冬用タイヤの多孔性を有するトレッド部を最初から生成させるのとは対照的に、本発明は、求められる多孔性を実際の使用で達成させるトレッド部を製造すること、それにより加硫段階で細孔を生成するための化学薬品の使用を排除することを提供する。
本発明によれば、75〜800μmの孔領域を有する多孔質表面を、使用することで得るように設計されたトレッド部用のゴムコンパウンドを製造する方法が提供され；
前記方法はポリマーベース、再生ゴム、およびシリカを混合する第一混合工程、および加硫系を第一混合工程からのコンパウンドに加えて混合する第二混合工程を含み；
前記方法は5〜20phrの前記再生ゴムが第一混合工程で添加されることを特徴とし；
前記再生ゴムは75〜800μmのサイズであり、事前に低温処理され；そして
前記ポリマーベースはSBR、BR、NRおよびそれらの混合物から選択される。
前記方法はポリマーベース、再生ゴム、およびシリカを混合する第一混合工程、および加硫系を第一混合工程からのコンパウンドに加えて混合する第二混合工程を含み；
前記方法は5〜20phrの前記再生ゴムが第一混合工程で添加されることを特徴とし；
前記再生ゴムは75〜800μmのサイズであり、事前に低温処理され；そして
前記ポリマーベースはSBR、BR、NRおよびそれらの混合物から選択される。
20phrより多い再生ゴムの使用は、過度に多孔性のトレッド部を生成することが見出されており、その使用を危うくするほどである。
また、低温以外で処理を行った再生ゴムは、おそらくポリマーベースと過剰に相互作用することにより、必要な多孔性を達成できない。
ここでおよび以下において、用語「加硫系」は、少なくとも硫黄と、最終混合段階でコンパウンドに添加され、いったんコンパウンドが加硫温度に達するとポリマーベースの加硫を促進させる促進剤とを含む成分の組み合わせを意味することが意図される。
ここでおよび以下において、用語「架橋可能な不飽和鎖ポリマーベース」は、典型的には硫黄ベースの系で加硫されるエラストマーにより想定される、全ての物理化学的および機械的特性を想定することが可能な、任意の天然または合成の非架橋ポリマーを意味することが意図される。
再生ゴムは、好ましくは未処理で、すなわちポリマーベースなしの形態でコンパウンドに添加される。
用語「未処理で」は、再生ゴムがそのままで添加され、ポリマーベースと事前混合された形態ではないことを意味することを意図している。再生ゴムがポリマーベースの一部と事前混合された場合、得られた使用中のトレッドの多孔性は不満足であることが分かる。これは、再生ゴムとポリマーベースとの間の過度の相互作用により説明され得る。
前記再生ゴムのサイズは、好ましくは100〜200μmの範囲である。
再生ゴムは、好ましくはタイヤゴムである。
本発明のさらなる目的は、75〜800μmの孔領域を有する多孔質表面を、使用することで得るように設計されたトレッド部を製造するためのゴムコンパウンドであって；前記コンパウンドはポリマーベース、シリカ、および5〜20phrの再生ゴムを含み；前記再生ゴムは75〜800μmのサイズであり、低温で前処理され；そして前記ポリマーベースはSBR、BR、NRおよびそれらの混合物から選択されることを特徴とするゴムコンパウンドである。
本発明のさらなる目的は、75〜800μmの孔領域を有する多孔質表面を、使用することで得るように設計され、本発明のコンパウンドから作られることを特徴とするトレッド部である。
本発明のさらなる目的は、本発明のトレッド部を備える冬用タイヤである。
以下は、図１および図２を用いて本発明のより明確な理解を与えるための純粋に非限定的な例である。図１および２の写真を、デジタルハイロックスKH-7700顕微鏡、およびMX(G)-5040Zレンズを用いて撮影した。図１および図２に明確に示すように、低温処理された再生ゴムは滑らかな表面および角度構成を有しており、より粗い表面および不規則な構造を有する周囲温度で処理された再生ゴムとは異なる。これらの表面および構造特性のため、図１の再生ゴムは、周囲温度で処理した再生ゴムよりも小さな表面積を有しており、したがって、コンパウンドに添加した場合、周囲のゴムマトリックスとのより小さい接触面積を有する。
6つのコンパウンド（A〜F）を、本発明による方法を用いて製造し、それらの間の唯一の違いを、再生ゴムのサイズ（550または150μm）および量（5、10または20phr）とした。
以下のように実施例のコンパウンドを製造した：
-コンパウンドの製造-
（第一混合工程）
230〜270リットルの接線ローターミキサーに、混合操作を開始する前に、架橋性ポリマーベース、再生ゴム、シリカ、シラン結合剤、およびカーボンブラックを、66-72%の充填率になるまで添加した。
-コンパウンドの製造-
（第一混合工程）
230〜270リットルの接線ローターミキサーに、混合操作を開始する前に、架橋性ポリマーベース、再生ゴム、シリカ、シラン結合剤、およびカーボンブラックを、66-72%の充填率になるまで添加した。
ミキサーを40〜60rpmの速度で操作し、そして得られた混合物を、140〜160℃の温度に達したときに取り出した。
（第二混合工程）
第一工程からの混合物を、40〜60rpmの速度で操作されるミキサーで再び混合し、そして130〜150℃の温度に達したときに取り出した。
第一工程からの混合物を、40〜60rpmの速度で操作されるミキサーで再び混合し、そして130〜150℃の温度に達したときに取り出した。
（最終混合工程）
硫黄および加硫剤を第二段階からの混合物に、63〜67%の充填率になるまで添加した。
硫黄および加硫剤を第二段階からの混合物に、63〜67%の充填率になるまで添加した。
ミキサーを20〜40rpmの速度で操作し、そして得られた混合物を、100〜110℃の温度に達したときに取り出した。
表１は、6つのコンパウンドの組成n phrfを示している。
使用されるポリマーベースは、SBRおよびBRゴムの70-30混合である。
使用されるシリカは、エボニックにより販売されているVN3である。
使用されるシラン結合剤は、Si75である。
加硫剤は、f MBTSおよびDPGからなる。
使用される抗酸化剤は、6PPDである。
再生ゴム（a）は低温処理される、150μmの再生タイヤゴムである。
再生ゴム（b）は低温処理される、550μmの再生タイヤゴムである。
トレッドを上記の各コンパウンドから作製した；各トレッドを、同じ条件下で、10,000km運転をシミュレーションして摩耗させた（摩耗走行試験）；そして孔領域率を、デジタル光学顕微鏡分析法を使用して測定した。
表２は、孔領域率の結果を示す。
表２に明確に示されるように、本発明による方法により、トレッドの細孔率を、コンパウンドで使用される再生ゴムのサイズおよび量に基づいて予め決定することができる。
より具体的には、コンパウンドFの場合、トレッドの孔密度は、既知の孔形成方法を用いて製造されたトレッドのそれに匹敵する。
本発明による方法は、明らかな環境面および費用の利点と共に、廃棄物を再生利用する；あらかじめトレッド多孔性を達成する；そして、最後に、既知方法で伴う処理制御を排除するという利点を有する。
再生タイヤゴムが本発明の方法で使用されるやり方と、既知の方法で使用されるやり方との違いを強調することが重要である。再生ゴムは、タイヤコンパウンドにおいてますます使用されているが、環境上の理由のためだけである。そして、再生ゴムは、タイヤの機械的特性の点で問題を引き起こすことが見出されているので、タイヤの機械的特性を標準へ戻すために、コンパウンドの組成に関しての対策を取らなければならない。本発明の方法において使用される再生ゴムは、一方、同じ環境的利点を達成するだけでなく、所与の目標トレッド特性を達成することにおいても戦略的に重要としている。
Claims (3)
- 使用中に７５〜８００μｍの孔領域を有する多孔質表面を得るトレッド部を製造する方法であって；
第一混合工程においてＳＢＲ、ＢＲ、ＮＲおよびそれらの混合物から選択されるポリマーベース、７５〜８００μｍのサイズである５〜２０ｐｈｒの再生ゴム、およびシリカを混合する；そして
第二混合工程において加硫系を第一混合工程からのコンパウンドに加えて混合するゴムコンパウンドの製造段階を含み；
前記再生ゴムが事前に周囲温度より低い温度で低温処理され、そして
前もってポリマーベースと事前混合されることなく前記第一混合工程に添加されることを特徴とする、方法。 - 前記再生ゴムが１００〜２００μｍのサイズであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 前記再生ゴムがタイヤゴムであることを特徴とする、請求項１または２に記載のトレッドコンパウンドの製造方法。
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